На протяжении большей части прошлого века проводившаяся на протяжении большей части прошлого века политика быстрого тушения лесных пожаров, где бы они ни происходили, привела к накоплению топлива в лесах. Это, в сочетании с некоторыми жаркими и засушливыми условиями, приводит к более частым и интенсивным лесным пожарам на большей части территории США.
Что в дыме лесного огня?
Лесные пожары выбрасывают в атмосферу большое количество углекислого газа, черного и коричневого углерода и прекурсоров озона. Когда они смешиваются с воздухом, они могут образовывать озон и органические твердые частицы. Многие из этих веществ являются токсичными загрязнителями, которые могут быть вредными для растений, людей и животных при воздействии их концентрации.
Эти выбросы также влияют на солнечную радиацию и другие факторы, влияющие на погоду на уровне земли.
Уровни озона различаются
Озон - один из самых вредных для растений загрязнителей воздуха. Он попадает через устьица (поры на поверхности листа) во время нормальных процессов газообмена. Попадая внутрь растения, он образует активные формы кислорода, которые могут повредить клеточные мембраны и содержимое клеток.
Воздействие высоких концентраций озона в течение нескольких часов может привести к видимым повреждениям тканей листа. Симптомы могут включать точечные пятна (маленькие коричнево-черные пятна), пятнистость (крошечные светлые пятна), бронзовый оттенок и покраснение.
Эти симптомы появляются в течение нескольких часов или дней после воздействия. При продолжительном воздействии высоких концентраций озона симптомы могут прогрессировать до хлороза, некроза и раннего старения растений. Хроническое воздействие более умеренных уровней озона может не вызывать видимых симптомов, но все же может ухудшить функции растений и ограничить рост.
Иногда мы видим симптомы озона на картофеле в Колумбийском бассейне штата Вашингтон. Но поскольку уровни озона сильно различаются, мы не видим эти симптомы каждый раз, когда появляется дым.
Несмотря на присутствие в дымовых шлейфах предшественников озона, озон не всегда образуется в больших концентрациях. В прохладных, ветреных и облачных условиях вероятность концентрации меньше. Фактически, я наблюдал симптомы озона на картофеле или других растениях только тогда, когда поблизости были лесные пожары (в пределах 100 миль), было очень жарко и солнечно, а инверсия воздуха удерживала дым низко к земле и ограничивала его распространение.
Как дым влияет на фотосинтез?
Некоторые производители полагают, что дым от лесных пожаров ограничивает урожайность, снижая интенсивность света и тем самым замедляя фотосинтез. Но способы воздействия дыма на фотосинтез сложны.
Основными факторами, определяющими скорость фотосинтеза, являются интенсивность света, концентрация углекислого газа и температура.
Очевидно, что интенсивность света уменьшается из-за дыма, но дым не полностью блокирует солнечные лучи. Напротив, лесные пожары повышают уровень углекислого газа. Увеличение углекислого газа обычно приводит к увеличению скорости фотосинтеза, потому что нормальные уровни в атмосфере имеют тенденцию к ограничению.
Когда есть дым, температура обычно более умеренная. Поскольку оптимальная температура для роста картофеля составляет около 86 ° F, дымовая завеса может быть положительным фактором в регионах с высокими дневными температурами.
Таким образом, степень, в которой дым ограничивает урожайность картофеля, вероятно, зависит от того, сколько света он фактически блокирует d - чем он темнее, тем более вероятно, что он имеет отрицательный эффект.
Это чрезмерное упрощение влияния дыма на фотосинтез, поскольку мы также должны учитывать, что химические составляющие дыма могут оказывать разрушительное воздействие на функции растений на клеточном уровне.
Условия окружающей среды
Дым, особенно связанный с воздушной инверсией, оказывает неожиданное влияние на условия окружающей среды. Дым имеет тенденцию продлевать условия тепловой инверсии воздуха, потому что он блокирует солнечный свет и препятствует лучистому нагреванию слоя земли, необходимому для разрушения теплого инверсионного слоя.
По сути, теплый инверсионный слой действует как крышка, улавливающая более холодный воздух на поверхности. Если ночью достаточно прохладно и вода конденсируется на растениях, дым может помочь удерживать росу дольше, потому что он блокирует солнечные лучи и задерживает испарение.
Последствия для болезней картофеля
Мы склонны видеть рост некоторых болезней картофеля, когда преобладают более прохладные и влажные условия. В бассейне Колумбии жаркое и сухое лето обычно препятствует возникновению таких болезней, как серая гниль (вызванная Botrytis cinerea) и фитофтороз (вызванный Phytopthora Infestans). Но дымовая завеса может изменить окружающую среду, способствуя развитию этих болезней.
Проблемы здоровья человека
Если вы хотите узнать, как лесные пожары (и другие вещи) влияют на качество воздуха, вы можете посетить Веб-сайт AirNow EPA.
На веб-сайте есть карты, показывающие текущие показания датчиков, контролирующих качество воздуха по всей стране. Показания представлены в цветовом коде, который соответствует здоровью человека:
- Зеленый - это хорошо.
- Желтый - умеренный.
- Оранжевый вреден для здоровья, если у вас астма или другие заболевания, которые делают вас более чувствительными.
- От красного до фиолетового означает, что условия вредны для здоровья или опасны для всех.
На этом веб-сайте также представлена информация о том, как защитить себя в условиях плохого качества воздуха. Вам действительно стоит обратить внимание на эту информацию, если вы несете ответственность за других людей, работающих вне дома.
